《TiO2/FeOOH納米複合結構晶格匹配與光化學協同作用機制》是依託武漢理工大學，由孫振亞擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：TiO2/FeOOH納米複合結構晶格匹配與光化學協同作用機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：孫振亞
- 依託單位：武漢理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
從調控具有環境敏感的光化學活性的多相納米複合結構著手，提出將目前以分散型礦物顆粒負載催化劑為主的環境礦物材料發展為穩定的大尺寸二維薄膜為主的高活性多相有序複合系統來處理環境污染物的研究。通過單分子層自組裝技術在納米尺度上調控組裝TiO2（銳鈦礦和金紅石相）和FeOOH（針鐵礦）的多相複合結構，在基底上構建不同Fe/Ti比和礦物相結構的穩固複合層，協同產生可見光催化耦合增強效應。力圖從分子識別和晶格匹配理論角度，研究低溫水溶液中納米銳鈦礦、金紅石相的晶相調控機制及鐵鈦氧化物多相界面結構的匹配生長機理；並系統研究複合結構對水溶液中有害有機物具有耦合增強的可見光催化氧化降解和重金屬離子的光化學協同去除機理。從界面結構、能帶和界面化學揭示光化學協同作用機制，指導最佳化納米相複合結構提高其可見光激發下對環境目標物的回響性、去除率和穩定性，為土壤-水污染的環境修復與處理技術提供理論基礎。
結題摘要
將目前主要以分散型礦物顆粒負載催化劑為主的環境礦物材料，轉變為穩定的大尺寸二維薄膜為主的高活性多相有序複合系統。從不同方面考察其處理環境污染物效果，並探究其光化學降解機理。主要從分子識別和晶格匹配理論角度，研究低溫水溶液中納米銳鈦礦、金紅石相的晶相調控機制及鐵鈦氧化物多相界面結構的匹配生長機理；並研究複合結構對有機物溶液具有耦合增強的可見光催化氧化降解光化學協同去除機理。從界面結構、能帶和界面化學揭示光化學協同作用機制。研究主要通過“分子自組裝”法，在納米尺度上調控形成TiO2（主要為銳鈦礦和金紅石相）和FeOOH（晶型主要為針鐵礦型）的多相複合結構。在石英玻璃及礦物基底上構建具有不同Fe-Ti含量及不同的礦物相結構的穩固複合層，以模擬印染廢水甲基橙、羅丹明B和模擬抗生素廢水甲碸黴素溶液為光催化降解目標物，提出了局域吸附-可見光催化氧化協同作用的耦合增強效應模型。最後對光催化過程中鐵鈦納米複合材料在固液界面上，由光引發的鐵的多重氧化還原反應過程進行了初步研究。為進一步最佳化納米相複合結構提高其可見光激發下對環境目標物的回響性、去除率和穩定性，制定水體及土壤環境修復與處理方案提供有效的理論依據。
